18. Pooljuhi omajuhtivusega on tegemist, kui väliste mõjudel tekivad vabad elektrionid ja augud üheaegselt on tundlikud temperatuuri muutustele. Teda iseloomustatakse eritakistuse abil.POOLJUHID ·Asuvad juhtivuselt mittejuhtide ja juhtide vahepeal. ·Tüüpilised pooljuhid on räni ja germaanium. Mõlemad neljavalentsed. ·Pooljuhtide juhtivus sõltub oluliselt temperatuurist, valgustatusest ja lisanditest. · Eristatakse n- ja p-tüüpi pooljuhte ehk elektron- ja aukjuhtivusega pooljuhte. 17. Täiesti puhtal pooljuhtmaterjalil ei pruugi normaalolekus olla mingit juhtivust. Pole vabu elektrone, ega ka auke. Kuid omajuhtivus võib tekkida temperatuuri tõustes. 18. Temperatuuri tõstmisega. Lisandjuhtivus- teise aine lisamisel tekkinud juhtivus.Lisatav aine aatom võtab pooljuhi kristallvõres sisse samasuguse koha nagu
1) Vabade laetud osakeste olemasolu 2) Elektrivälja olemasolu Metallis on vabu elektrone. Elektriliste omaduste poolest jaotatakse ained kolmeks: 1) Elektrijuhid(Juhid) – Kõik ained, mis juhivad elektrit, eriti head on hõbe, kuld, vask, alumiinium. Juhid on ka elektrolüüdid e. Hapete, aluste ja soolade vesilahused. 2) Mittejuhid(Isolaatorid, dielektrikud) - Gaasilised, vedelad ja tahked, nt klaas, puit, puhas vesi, õlid. 3) Pooljuhid – pooljuhte on vähe, kuid neid kasutatakse palju, nt räni ja germaanium, seleen, arseen, indium. Elektrivool metallides Elektrivool metallides kujutab endast vabade elektronide suunatud liikumist. Joonis 1 - Katses pandi mähis kiiresti pöörlema. Kui see järsult peatati, siis jätkasid elektronid inertsi tõttu liikumist ja mõõteriist näitas vooli
de Broglie lained (1923). Demo · Kvant- ehk lainemehaanika rajaja L.deBroglie statsionaarsete orbiitide seisulained. Energiatsoonid aatomis Eristatakse lubatud energiatsoone ja keelutsoone. Lubatud tsoonis saavad elektronid olla, aga keelutsoonis mitte. Lubatud tsoonid on lahutatud omavahel keelutsoonidega. Probleem on selles, kas elektronil on piisavalt energiat, et keelutsoonist üle hüpata ühest lubatud tsoonist teise. Selle põhjal eristataksegi metalle, pooljuhte ja dielektrikuid. Tahkiste struktuur · Energiatasemed tahkises. Tahkis tahke keha. Tahked kehad jagunevad kristallilisteks (keedusool NaCl, jää, metall) ja amorfseteks (klaas). Kristallilised kehad on tahkised. Amorfsed kehad on põhimõtteliselt vedelikud väga suure viskoossusega. · Kristallides on aatomid või ioonid paigutunud korrapärase ruumvõrena. Naaberaatomite välised elektronkatted mõjutavad üksteist. Selle tulemuseks tahkistes on, et
b) Aktseptorlisandid- on lisandid, mis suurenevad pooljuhis aukude arvu, nt. Ge-le lisame Indiumi joonis. Moodustub Ge-ni ümber 3 täiskovalentset sidet, üks side jääb poolikuks, sest seal tiirleb ümber Indiumi ja Ge aatomituumade ainult 1 elektron ,teise kohal on auk. Energeetiliselt on indium germaaniumi valetstsooni kohal ning tõmbab ära valentstsoonist elektronid, suurendades aukude arvu valentstsoonis. c) Diood- see on üks näide, kus kasutatakse pooljuhte. Pooljuhte kasut. Päikesepatareides, elektriseadmetes vahelduvvoolu muutmisel alalisvooluks, selleks kasut. Pooljuht dioodi ja transistorites, mille abil võimendatakse voolu. Pooljuht dioodi ehitus ja töö 1.joonis. Tihedasse kontakti viiakse erineva juhtivusega pooljuhid, p-tüüpi pooljuhis on palju auke, n- tüüpi pooljuhis palju elektrone. Nende pooljuhtide vahele tekib kontakt a,a` mille el. juhtivus sõltub pooljuhtidele rakendatud elektrivälja suunast.
Lihtainena esineb teda harva. Arseen esineb mitme allotroopse vormina. Normaaltingimustel on stabiilseim hall, rabe tahe aine. Atmosfäärirõhul kuumutamisel arseen sublimeerub, kõrgemal rõhul ta sulab. Arseenil on palju ühendeid ja arseeni varud on praktiliselt piiramatud. Kõik veeslahustuvad arseeniühendid on inimorganismile mürgised. Tuntuim ühend on arseenik. Arseeni kasutatakse rotimürgis. Galliumi ühendid arseeniga võimaldavad luua häid pooljuhte. Keemiarelv - Veremürgid - Veremürgid levivad organismis vere kaudu. Keemiarelvana levitatakse neid enamasti aerosoolina ning organismi satub see sissehingamise teel. Veremürgid takistavad vererakkude võimet kasutada ja transportida hapnikku, mistõttu põhjustavad veremürgid kergesti lämbumist. Surm võib saabuda minutitega. Enamasti on nad tsüaniidil või arseenil põhinevad. Veremürgid on näiteks:
laengukandjaid pole omajuhitavus-Ideaalses pooljuhis on elektrivool põhjustatud ühesuguse arvu elektronide ja aukude liikumisest ja seda nimetatakse pooljuhtide omajuhtivuseks.(augud+ ja elekronid-)termo-Kuna laengukandjaid tekitab soojus,sõltub juhtivus temperatuurist(temp mõõtmine,küttesüsteemid)foto-Kuna laengukandjaid tekitab valgus,sõltub juhtivus valgustatusest(valguse mõõtmine,signa)lisandjuhtivus-Viies pooljuhti sobivaid lisandiaatomeid p ja n-p- ja n-pooljuhte omavahel kombineerides saab luua erinevaid elektroonilisi seadmeid(led,arvutid,protsessorid) elektrolüüt-hapete,aluste ja soolade vesilahus polaarsus-vesinikside,üks ots negatiivne ja teine positiivne diss-lahustunud aine molekuli lagunemine ioonidekselektrolüüs-ioonid kogunevad vastasmärgilistele elektroodidele ja neil eraldub aine,toimub keemiline reaktsioon vask-ioonid tõmbuvad elektroodidele ja neutraliseeruvad ning neg elektrood kattub vasega
tugevam ning selle optilised omadused on ainukordsed. Grafeeni tahetakse kasutada akude, laserite, puutetundlike ekraanide, fotodetektorite ja teiste erinevate kaitsekatete valmistamisel, just tema hea elektri juhitavuse, elastsuse ja tugevuse tõttu. Grafeen juhib elektrit väga hästi, isegi vasest paremini. Grafeenil on küll väga head omadused, aga siiski on seda praktiliselt raske kasutada. Raske just seepärast, et selle külge on raske kasvatada teisi metalle ja pooljuhte. Fullereen Fullereenid on kera-, ellipsoidi- või torukujulised molekulid, mis koosnevad ainult süsiniku aatomitest. Struktuurilt on see sarnane grafiidiga, aga erinevalt grafiidist võivad fullereenid moodustada viie- ja harva ka seitsme lülilisi tsükleid. Kuna fullereenidel on unikaalsed teaduslikud ja tehnilised võimalused, on need leidnud kasutust paljudes kõrgtehnoloogilistes tööstusharudes. Näiteks kasutatakse fullereen C60 erinevates õlides mikro-kuullaagrite põhimõttega,
Energiatsoonis on alatasemete energiate vahe suurusjärgus st üliväike ning elektronide siirdumine ühelt alatasemelt teisele on lihtne kogu energiatsooni ulatuses. Eristatakse lubatud energiatsoone ja keelutsoone. Lubatud tsoonis saavad elektronid olla, aga keelutsoonis mitte. Lubatud tsoonid on lahutatud omavahel keelutsoonidega. Probleem on selles, kas elektronil on piisavalt energiat, et keelutsoonist üle hüpata ühest lubatud tsoonist teise. Selle põhjal eristataksegi metalle, pooljuhte ja dielektrikuid. · Metallid Metallides on valentselektronide energiatsoon vaid osaliselt elektronide poolt hõivatud. Vabade tasemete olemasolu tõttu saavad elektronid tõusta tsooni hõivamata ossa, võttes elektrivoolu põhjustavalt elektriväljalt lisaenergiat. Elektronid saavad liikuda ja seetõttu ongi metallid head elektrijuhid. · Dielektrikud Dielektrikutes ehk isolaatorites on valentselektronide energiatsoon elektronidega täielikult hõivatud
ühiku võrra. C/v=F(farad) 3. Pooljuhtideks nimetatatkse materjale, mis jäävad juhtide ja dielektrikute vahele. Neil on tugev juhtimise sõltuvus temperatuurist, elektrivälja tugevusest, valgustatusest ja mehaanilisest survest. Pooljuhtides on nii elektron kui ka aukjuhtivus. Materjaliks on seleen, germaanium ja räni. Konstantsel temperatuuril on elktron-auk paaride keskmine arv pooljuhtkristalli ruumala ühikus muutumatu. Pooljuhte, kus on ülekaalus elektronjuhtivus nim. n-pooljuhtideks. Kus ülekaalus aukjuhtivus p-pooljuhid. Lisanditega saab juhtivust muuta: Doonorlisandid- muudavad valdavaks elktronjuhtivuse, Aktseptorlisand muudav valdavaks aukjuhtivuse. 4. Optika põhiseadused: 1)valgus levib homogeenses keskkonnas sirgjooneliselt 2) valguskiirte levimisel nende lõikumisel nad ei mõjuta teineteist 3)Peegeldunud
Keskkonnasõbralik tootmine Väikesed. Mahuvad kohtadesse kuhu teised valguslahendused ei mahu Valgustugevust on kerge reguleerida Valguse süttimise aeg on väga kiire Vastavalt materjalide valikule võib valgus olla erivärviline – punane, roheline, kollane, infrapunane jne. Valgusdioode kasutatakse indikaatoritena mitmesugustes elektroonikaseadmetes: televiisori- ja raadiojuhtpultides infrapunasaatjana, arvutite korpuses, raadiotel jne. Valgusdiood-pooljuhte kasutatakse veel näiteks uuemates valgusfoorides, lennujaama terminalides, infotabloodel ja reklaamistentidel. Valgusdioodide puudused on: Kõrge hind Sõltuvus temperatuurist Valguse kvaliteet Valgustuse nurk Valguse saastatus – kuna külma valgusega LED eraldab rohkem sinakat valgust kui teised valgusallikad, tekitab ta sellega rohkem valguse saastatust.
Valgusdioodi tähistamiseks kasutatakse ka lühivormi LED (inglise keelest Light-Emitting Diode 'valgust kiirgav diood'). Tavaliselt on LED-ide võimsus mõnikümmend millivatti, millest tulenevalt peab ka vool samas suurusjärgus olema. Suurema pinge või voolu rakendamisel LED-ile võib selle lihtsalt läbi põletada. Rakendatavus Valgusdioode kasutatakse indikaatoritena mitmesugustes elektroonikaseadmetes: televiisori- ja raadiojuhtpultides infrapunasaatjana ja mujal. Valgusdiood-pooljuhte kasutatakse veel näiteks uuemates valgusfoorides või elektrooniliselt juhitavates liiklusmärkides raudteejaamades, lennujaama terminalides ja infotabloodel. Suuremõõtmelised videoekraanid ja suur valik igasuguseid vahendeid valgustatud reklaamstentidel on samuti koht, kus leidub dioode. LED-e kasutatakse ka vähiravis ravimiaktiveerijana (valgusteraapia) ja kosmoselaevades taimelavade valgustitena. Tööpõhimõte
· hõbedane või mustjashõbedane · metalse läikega · üsna habras, rabe (kergesti killunev) · ei saa olla kuuma ja külma töörõhk kuni 550 ° C · laseb läbi infrapunakiirgust · üsna vastupidav veele, õhule · pooljuht ehk ta elektrijuhtivus on halvem kui elektrijuhil ja parem kui dielektrikul · sulamistemperatuur 958,5 kraadi · tihedus 5.35 Mg/m3 · moodustab madala sulamistemperatuuriga sulameid · üks kõige hinnatavamaid pooljuhte 4 KEEMILISED OMADUSED Keemilistelt omadustelt sarnaneb germaanium räni ja tinaga. · madalal temperatuuril keemiliselt inertne, püsiv õhu , vee, O 2, HCl ja H2SO4 suhtes · reageerib aeglaselt HNO3 ja kuningveega, moodustades dioksiidi (GeO2) või hüdraatunud dioksiidi · leelislahustega reageerib aeglaselt (H2O2 juuresolekul kiiresti), tekivad hüdroksogermanaadid
1)Rutherfordi aatomi mudel ja selle vastuolud. Aatomi suurusjärk on Tuuma läbimõõt on Tuuma mass on ligikaud võrdna aatomi massiga. Tuumal on positiivne laeng. Laeng q=Z*e z-järjekorranr. Tuuma ümber tiirleb Z elektroni Vastuolu:on teada, et võnkuvad elektrilaengud kiirgavad elektromagnetlaineid. Siis peaks tiirlevad elektronid kiirgama elektromagnetlaineid. Need kannavad ära energiat ja E jäävuse seaduse jörgi peaks elektroni energia koguaeg vähenema. Ühtlasi vähenebka orbiidi raadius, lõpuks langeb ta tuumale ja aatomit polegi enam. See juhtub kiiresti. 2)Bohri postulaadid I- Aatom võib olla ainult erilistes statsionaarsetes ehk kvantolekutes, millest igaühele vastab kindel energia E. Statsionaarses olekus aatom ei kiirga. II-Statsionaarses olekus olevas aatomis on elektronid kindlatel lubatud orbiitidel III-Kiiratakse või neelatakse elektromagnetlaineid aatomi üleminekul ühest statsionaarsest olekust teise. Hf= Ek- Em 3)Juhtivustsoon...
suurem, sest siis jagub footoni energiast elektroni vabastamiseks ja ainest eemale kandmiseks, punapiiri sagedus on suurus, millest väiksema sagedusega valgus ei tekita fotoefekti, fp=; 9) päikesepatarei koosneb tervest hulgast üksikuist fotoelementidest, mis on omavahel elektriliselt ühendatud suurteks patareideks, seal kasutatakse fotoelemente, mis koosnevad kahest eri tüüpi juhtivusega pooljuhist, fotoelemendi valgustamisel tekivad vabad laengukandjad liiguvad läbi pooljuhte lahutava tõkkekihi ja fotoelemendi pooled laaduvad erinimeliselt ning fotoelement muutub elektrienergiaallikaks; 10) footoni enrgia määratud talle vastava laine sagedusega, mis erinevalt teistest osakestest ning footonil puudub seisumassi - ta ei saa ekssiteerida paigalolekus, footoni impulss on määratud tema massi ja kiiruse korrutisega p=m*c; E=hf, hf=A+ (v=), fp=, f= , hf>A, E=mc2, N=, c= , 1elektronvolt=1,6x10-19J.
Räni on paljude elusolendite (käsnad, meritähed jt mereloomad) skelettide tähtis koostisaine. Lõikeheina ja bambuse varte tugevus tuleneb räni sisaldusest. Nagu öeldud, on räni mineraalse maailma alus. Tema ladinakeelne nimi silicium tuleneb sõnast silex, mis tähendab tulekivi, kõva kivi. Räniühendid on ______klaasi________, portselani, keraamikatoodete, tsemendi ja teiste ehitusmaterjalide tähtis koostisosa. Ülipuhtast ränist tehakse pooljuhte ja alaldeid, mida kasutatakse päikesepatareides, elektrijaamades jne. Juba fosfori nimi räägib tema tähtsusest: phos - valgus ja phoros - kandja, seega valgusekandja. Oma nime sai ta ühe allotroopse teisendi avastamisel, mil see nn _____valge_______________ fosfor pimedas helendas. Kokku on fosforil 11 erimit, nende seas ____punane____, violetne, must jne, igal neist erinevad omadused ja kasutusalad. Tuntuim on punane fosfor, mida kasutatakse tuletikutööstuses
saadakse vastavalt elektron- ja aukjuhtivus. Kõige olulisem pooljuhi omadus on eritakistus, mis sõltub tugevalt lisanditest ning on kergesti mõjutatav väliste energiaallikatega. o Selgita auk ja elektronjuhtivust! Aukjuhtivuse korral tõmbab positiivse laenguga auk enda kohale kõrvalaatomi elektroni, tekitades omakorda kõrvalaatomis augu. Elektronjuhtivuse korral juhitakse elektrivool ühes suunas. o Kus kasutatakse pooljuhte? Termistoris ja fototakistis. o Valgusdiood LED On lühend sõnast light emitted diode - on pooljuhtseadis, mis muudab elektrienergia optiliseks kiirguseks (infravalgus, nähtav valgus või ultravalgus). LEDis muutub elektrivoolu energia p-n siirdel erimärgiliste laengute rekombinatsioonil vahetult valguseks, o Loetle säästulambi puudusi võrreldes teiste valgusallikatega!
p - pooljuht (aukjuhtivusega pooljuht) Lisandi - boori aatomil on üks elektron vähem kui ränil - alumises täidetud tsoonis tekib vaba koht (nn. "auk"), kuhu võib sattuda elektron naaberaatomi juurest. DIOOD, pn -siire: Laengute tõttu tekib p- ja n-kihi vahele potentsiaal, mille suurus sõltub ainest (germaaniumi korral ligikaudu 0,3 volti; räni puhul pisut üle 0,6 voldi). n- ja p-pooljuhte eraldavat pinda läbib vool vaid siis, kui elektriväli suunab nii elektronid kui "augud" eralduspinna poole. Vastassuunalise pinge korral tekib pooljuhtide eralduspinnal vastassuunalise väljaga Ev tõkkekiht. Pn-siire on monokristalse pooljuhi ala, milles toimub üleminek aukjuhtivuselt (p-juhtivuselt) elektronjuhtivusele (n-juhtivusele). (Kogu pooljuhtseade on ühes terviklikus kristallis
Kui p-n-siirdes hajuv võimsus seejuures ei ületa lubatavat väärtust, on selline töörežiim stabiilne ja kasutatav. • Valgusdiood - pooljuhtdiood, mis kiirgab valgust. Valgusdioodi tähistamiseks kasutatakse ka lühivormi LED (inglise keelest Light-Emitting Diode 'valgust kiirgav diood'). Valgusdioode kasutatakse indikaatoritena mitmesugustes elektroonikaseadmetes: televiisori- ja raadiojuhtpultides infrapunasaatjana ja mujal. Valgusdiood-pooljuhte kasutatakse veel näiteks uuemates valgusfoorides või elektrooniliselt juhitavates liiklusmärkides raudteejaamades, lennujaama terminalides ja infotabloodel. Suuremõõtmelised videoekraanid ja suur valik igasuguseid vahendeid valgustatud reklaamstentidel on samuti koht, kus leidub dioode. LED-e kasutatakse ka vähiravis ravimiaktiveerijana (valgusteraapia) ja kosmoselaevades taimelavade valgustitena.
Millal aatom kiirgab kvandi?-elektroni üleminekul suurema energiaga orbiidilt väiksema energiaga orbiidile. Millal aatom neelab kvandi?- el üleminek väiksema energiaga orbiidilt suuremale. Mille poolest erineb pooljuhtide takistuse temperatuurist sõltuvus metallide omast?-metallide puhul soojenedes takistus kasvab. pooljuhtidel seevastu on vaja energiat (soojus või valgus), et elektronid saaksid siirduda valentsustsoonist juhtivutsooni. Kuidas saadakse erineva juhtivustüübiga pooljuhte?n- pooljuht-kristallvõresse viidud nn. doonorlisand nt. fosfori aatomil on üks elektron rohkem, see ülekanne elektron jääbki kristalliga vabalt liikuma. p-pooljuht- lisandi nt. boori aatomil on üks elektron vähem, kui ränil alumises täidetud tsoonis tekib vaba koht(nn . auk), kuhu võib sattuda elektron naaberaatomi juurest. Millega tegeleb kvantmehaanika? tegeleb laineomadustega mikroosakeste ja nende kogumike käitumist käsitleva füüsikaga. Mida
indikaatorvalgusdioodide valmistamiseks, kuna tugev vool, mis on vajalik kiirguse saamiseks, ja suur soojus, mis nendes materjalidest valmistatud valgusdioodide töötamise ajal eraldub, lühendab oluliselt nende kasutusaega. Valgustuseks mõeldud valgusdioodide tootmiseks kasutatakse uusi materjale, mis suudavad vastu pidada vajalikule voolutugevusele, kõrgele kuumusele ja suurele niiskusele. Suure eredusega punastes ja merevaiguvärvi valgusdioodides kasutatakse alumiinium-indium-gallium pooljuhte (AllnGaP), sinistes ja rohelistes indium-galliumnitriid-pooljuhte (InGaN). Üks meetod «keeruliste» värvuste saamiseks on ühes valgustusseadmes üheskoos mitut tüüpi valgusdioodide kasutamine (joonis 4). Joonis 4. Värvuste saamise pooljuhtmaterjalid valgusdioodides AllnGaP ja InGaN katavad peaaegu kogu kõrge intensiivsusega valgusdioodide nähtava kiirguse spektri, välja arvatud kollakasroheline ja kollane selles spektri osas, mille lainepikkus on 550 585 nanomeetrit (nm)
(pooljuhi aatomi ioniseermisel tekkiva pos.iooni näiva liikumisena läbi kristalli:ioniseeritud aatomi haarab kaotatud elektroni asemele naabri oma, see ,,röövib" omakorda järgmist ja nõda muudkui aatomite ahelikku pidi edasi. Seega on auk pos. laengukandja, ta triivib vooluallika neg.pooluse poole.) 6.mis on termistor?ehk termotakisti. Mida kõrgem on pooljuhi temp, seda enam elektrone paisatakse juhtivustsooni ja rohkem auke jääb valentsitsooni. Juhtivus kasvab soojenedes järsult ja pooljuhte saab kasutada tundlike temp.tajurite poolt- termistoridena. 7.mis kannavad elektrivoolu n-tüüpi ja p-tüüpi pooljuhtides?omajuhtivusega juhis kannavad voolu nii elektronid kui ka augud, n-pooljuhis-peam.elektronid, p-pooljuhis peam.augud. 8.millel põhineb fototakistite toime?Fototakistite toime põhineb kahe elektroodiga pooljuhtfotoelemendil, mille elektrijuhtivus sõltub seadisele langeva kiirguse intensiivsusest ja spektrist. F-te omadused sõltuvad temp.neil on suur eritundlikus ja
Dielektrikutes on keelutsoon lai, 5- 10eV. Metallis on koos valentsi- ja juhtivustsoon, milles on külluses elektrone ja vabu alatasemeid. 6. Pooljuhtide elektrijuhtivus jääb tugevasti maha metallide omast, sest nende juhtivustsooni pääseb palju vähem elektrone võrreldes metallidega. 7. Pooljuhtide juhtivust saab parandada temperatuuri absoluutse nulli lähedale viimisega. Teine võimalus on viia kristalli selle kasvatamise käigus väheke sobivaid lisandeid. 8. Pooljuhte kasutatakse elektroonikas, dioodide, transistorite ja kiipide valmistamiseks. 9. n-pooljuhi saab, kui kristalli kasvatada sellise elemendi aatomeid, milles on üks väliselektron rohkem kui kristalli moodustava põhilise aatomi väliselektrone. Peamiselt kannavad selles laengut peamiselt elektronid. p-pooljuhi saab, kui lisandil on üks väliselektron vähem kui põhiaine aatomil. Sellises pooljuhis kannavad laengut peamiselt augud. 10
augu täidab uus elektron jne. See tähendab aga augu liikumist kristallvõres. Augu liikumine on ekvivalentne positiivse laengu liikumisega tahkes kehas. Kui pole suunatud elektrivälja, siis võtab auk nagu elektrongi osa soojusliikumisest.Välisesse elektrivälja paigutatud pooljuhis lisandub laengukandjate kaootilisele liikumisele suunatud liikumine ehk elektrivool. Elektron ja auk moodustuvad koos, sellepärast nimetatakse pooljuhte, kus vabade elektronide arv võrdub aukude arvuga, omapooljuhtideks. Elektronide ligikaudne kontsentratsioon n juhtivustsoonis on arvutatav Boltzmanni jaotusseadusest tuleneva valemiga - W n = Ne 2 kT [3] kus N on aatomite arv ruumiühikus, T on absoluutne temperatuur, k on Boltzmanni konstant. W/2 on ühe laengukandja vabastamiseks vajalik energia (aktivatsioonienergia W kulutamisel tekib paar elektron-auk).
elemente, mille elektrijuhtivus on juhtide ja dielektrikute vahepeal.Madalatel temp.on valentstsoon täielikult täidetud elektronidega.Keelutsoon on kitsas siis läheb temp.tõustes osa elektrone järgmisesse tsooni ning neile n väga kerge en.juurde panna ja liikuma panna.Pooljuhid on IV rühma elemendid.Kõrgetel temppooljuht muutub elektrijuhiks.Pooljuhtide max 120 kraadi mil töötavad; min. 50 kraadi.Kasut.temp.anduritena puhtaid pooljuhte (termotakistitena) või kiirgus dektoritena Energiatsoon Elektronkatte sisekihtide elektronide energiatasemed jäävad kristallis peaaegu muutumatuks kuid väliselektronide tasemed paisutab aatomite elektrilne vastastikmõju laiadeks ,mitme elektronvoldi laiusteks energiatsoonideks.Kui kristalliks on N aatomit,hargneb iga tase tsoonis N alatasemeks .p-pooljuht "posit.en.liikumine" Si (IV) + As;Se (V) elektroni ülejääk n- pooljuht "negat.laengu liikumine" Tavaliselt kasut
elektrivälja tugevusest, valgustatusest, mehaanilisest survest vm. Pooljuhtides on nii elektronjuhtivus (vabad elektronid) kui ka aukjuhtivus (vabad augud). Materjalideks on: seleen, germaanium, räni, galliumarseniid, jm. Konstantsel temperatuuril on elektron-auk paaride keskmine arv pooljuhtkristalli ruumala ühikus muutumatu. Pooljuhtide takistuse temperatuuritegurid on negatiivsed ning absoluutväärtuselt 10 ÷ 20 korda suuremad kui metallidel. Pooljuhte, kus on ülekaalus elektronjuhtivus nimetatakse n – pooljuhtideks. Pooljuhte, kus valdavaks on aukjuhtivus nimetatakse p – pooljuhtideks. Lisanditega võime muuta juhtivust: Doonorlisandid – muudavad valdavaks elektronjuhtivuse. Aktseptorlisandid – muudavad valdavaks aukjuhtivuse. 4) Optika põhiseadused. Valgus on dualistliku loomuga: temas on nii laine kui ka korpuskulaarsed omadused.
kujutab endast elektroni jaoks madalama potensiaaliga kohta, siis augu täidab uus elektron jne. See tähendab aga augu liikumist kristallvõres. Augu liikumine on ekvivalentne positiivse laengu liikumisega tahkes kehas. Kui pole suunatud elektrivälja, siis võtab auk nagu elektrongi osa soojusliikumisest.Välisesse elektrivälja paigutatud pooljuhis lisandub laengukandjate kaootilisele liikumisele suunatud liikumine ehk elektrivool. Elektron ja auk moodustuvad koos, sellepärast nimetatakse pooljuhte, kus vabade elektronide arv võrdub aukude arvuga, omapooljuhtideks. Elektronide ligikaudne kontsentratsioon n juhtivustsoonis on arvutatav Boltzmanni jaotusseadusest tuleneva valemiga - W [3] n = Ne 2 kT kus N on aatomite arv ruumiühikus, T on absoluutne temperatuur, k on Boltzmanni konstant. W/2 on ühe
kütustest ja väetistest. Kõik vees ja maomahla toimel lahustuvad arseeniühendid on inimorganismile mürgised. Tuntuim neist on As4O6 ehk rahvapäraselt arseenik. Surmav kogus inimesele on 0,05–0,1 g. Looduses leidub arseeni kõige rohkem ühendeis väävli ja metallidega, aga ka puhaste kristallidena. Harilikult eristatakse metalset ehk halli α arseeni, kollast arseeni ning β-, γ- ja δ- arseeni. Galliumi ühendid arseeniga võimaldavad luua väga heade omadustega pooljuhte, mille elektrilised parameetrid ja temperatuuritaluvus on tunduvalt paremad kui räni (Si) baasil loodud pooljuhtidel. Galliumarseniid (GaAs) on pooljuhtseadiste uuema põlvkonna materjal. Arseeni esinemine Arseeni kasutatakse enamasti pestitsiidide ja puidukaitsevahendite tootmisel ja kasutamisel, kuna arseen on väga mürgine putukatele, bakteritele ja seentele. Samal põhjusel lisati vanasti ka värvidesse arseeni. Arseeni kasutatakse ka veise- ja seafarmides toidulisandina ning alles
vaakumlampe · 1950. aastatel juurutati integraalskeem · 1970. aastatel juurutati mikroprotsessor · suur tonne kaaluva masina asemel vaid pöidlaküüne suurune · Elektroonikatoodete hind ja suurus on järjest kahanenud · Elektroonikatööstuse kõige olulisem osa on komponentide · Pooljuhtide · Mälukilpide · Mikroprotsessorite tootmine · Al. 1950, mil pooljuhte tootma hakati on selle sektori kasv olnud tohutu · ET tekkis külma sõja perioodil USA kaitsetööstuses 6 · USA-s oli arvutite ehitamine ja pooljuhtide tootmine kosmose- ja sõjatööstusvaldkond · Esialgu vallutasis maailmaturu USA ettevõtted, mida riik toetas · 1980. hakkasid esile kerkima jaapani firmad · 1996 andis jaapan juba 36% maailmatoodangust
vabu tasemeid, kus elektronid saavad liikuda. Pooljuhtides on valentselektronide energiatsoon elektronidega täielikult hõivatud aga keelutsoon on kitsas (1-2 eV). 6. Mis on pooljuhid ja kuidas parandatakse pooljuhi juhtivust? Millistes seadmetes neid kasutatakse? Pooljuht on aine või element, mille elektrijuhtivus on halvem kui elektrijuhil ja parem kui dielektrikul. Juhtivust saab parandada temperatuuri absoluutse nulli lähedale viimisega. Pooljuhte kasutatakse elektroonikas näiteks dioodide, transistorite ja kiipide valmistamiseks. 7. Kuidas tekib n- ja kuidas p-tüüpi pooljuht? Mis on neis põhilisteks laengukandjateks? N-tüüpi pooljuht on pooljuht, milles põhilised laengukandjad on elektronid. Tekib kui lisada kas 3 või 5 valentset ainest. Siis üks elektron jääb kovalentsestt sidemest üle ja selle energia on suurem. Tekib lisatase juhtivustsooni lähedale. Sellelt lisatasemelt saab elektron minna juhtivustsooni
(=10-5/107m) Pooljuhtidel on tugev juhtivuse sõltuvus temperatuurist, elektrivälja tugevusest, valgustatusest, mehaanilisest survest, vm. Pooljuhtides on nii elektronjuhtivus kui ka aukjuhtivus. Materjalideks on: seleen, germaanium, räni, galliumarseniid... Konstantsel temp on elektron-ouk paaride keskmine arv pooljuhtkristalli ruumala ühikus muutumatu. Pooljuhtide takistuse temperatuurid on negatiivsed ning absoluutväärtuselt 10/20 korda suuremad kui metallidel. Pooljuhte kus on ülekaalus elektronjuhtivus nim n- pooljuhtideks. pooljuhte kus valdavaks on aukjuhtivus nim p- pooljuhtideks. 4. Optika põhiseadused-Valgus on dualistliku loomuga: temas on nii laine kui ka korpuskulaarsed omadused.Nähtustes nagu interfrents, difraktsioon, polarisatsioon- käitub valgus kui laine. Nähtuses nagu fotoefekt, röntgenefekt jt.- käitub valgus kui osakeste voog. Valguse sirgjoonilise levimise seadus. Valgus levib homogeenses keskonnas sirgjooneliselt.
koosneb mitmetest väikestest elementidest. Polükristalliliste paneelide kasutegur jääb 17% juurde. Amorfse kilega päikesepaneelid- toodetakse kristallilistest paneelidest erinevalt: neil puudub täielikult kristalliline struktuur ning kile kantakse otse erinevatele materjalidele. Eelisteks on on madal tootmiskulu ning multifunktsionaalne kasutamis võimalus. Amorfset räni ja sarnaseid pooljuhte saab toota palju kiiremini kui monokristallilise puhul. Amorfse kilega päikesepaneele saab kanda õhukeste kihtidena erinevatele materjalidele, ning seejuures on võimalik teha ka painduvaid päikesepaneele. Kilepaneelide suureks puuduseks on nende kõige väiksem kasutegur 9% hetkel saadaval olevate päikesepaneelide hulgas. 6 4. PÄIKESE ENERGIA KODUSES MAJAPIDAMISES
puuduvad elektronid, mida väli võiks liikuma suunata. Valentsitsioonis on küll kõik alatasemed elektronidega täidetud, kuid väli ei saa neid kiirendada: puuduvad vabad alatasemed, mille elektrone kergitada. Nõnda nad ei juhigi voolu, on isolaatorid. Mida kõrgem on pooljuhi temperatuur, seda enam elektrone paisatakse juhtivustsooni ja rohkem auke jääb valentsitsooni. Juhtivus kasvab soojenedes järsult, ja pooljuhte saab kasutada tundlike temperatuuritajurite termotakisite ehk termistoridena. Lisandjuhtivus, doonorid ja aksteptorid Pooljuhi juhtivust saab tunduvalt tõsta, viies kristalli selle kasvatamise käigus väheke sobivaid lisandeid. Kuid näiteks neljavalentse germaaniumi kristallise kasvatada viievalentse arseeni aatomeid, jääb üks elektron keemiliste sidemete moodustamisel ülearuseks ja vabaneb juhtivuselektronina. Niiviisi saadakse valdavalt
Päripingestamisel rakendatakse LED-i anoodile positiivne ja katoodile negatiivne pinge. Vastupidisel juhul valgusdiood ei sütti. LED-i päripinge sõltub selle värvusest pikema lainepikkusega LED-ide (punased) puhul on see suurusjärgus 2V, lühema lainepikkusega (sinised) on see ~3V. Valgusdioode kasutatakse indikaatoritena mitmesugustes elektroonikaseadmetes: televiisori- ja raadiojuhtpultides infrapunasaatjana ja mujal. Valgusdiood-pooljuhte kasutatakse veel näiteks uuemates valgusfoorides või elektrooniliselt juhitavates liiklusmärkides raudteejaamades, lennujaama terminalides ja infotabloodel. Suuremõõtmelised videoekraanid ja suur valik igasuguseid vahendeid valgustatud reklaamstentidel on samuti koht, kus leidub dioode. LED-e kasutatakse ka vähiravis ravimiaktiveerijana (valgusteraapia) ja kosmoselaevades taimelavade valgustitena. Tehnoloogia arenedes leiavad valgusdioodid järjest rohkem rakendust
(=10-5/107m) Pooljuhtidel on tugev juhtivuse sõltuvus temperatuurist, elektrivälja tugevusest, valgustatusest, mehaanilisest survest, vm. Pooljuhtides on nii elektronjuhtivus kui ka aukjuhtivus. Materjalideks on: seleen, germaanium, räni, galliumarseniid...Konstantsel temp on elektron-ouk paaride keskmine arv pooljuhtkristalli ruumala ühikus muutumatu. Pooljuhtide takistuse temperatuurid on negatiivsed ning absoluutväärtuselt 10/20 korda suuremad kui metallidel. Pooljuhte kus on ülekaalus elektronjuhtivus nim n- pooljuhtideks. pooljuhte kus valdavaks on aukjuhtivus nim p- pooljuhtideks. Pooljuht dioodid-Pooljuht dioodid e. pooljuhtventiiliks on pooljuhtkristall, kus on loodud auk-ja elektronjuhtivusega piirkonnad ning nende puutepinnal asuv tõkkekiht ehk pn- siire. Pooljuhtventiil on selgelt ühesunalise juhtivusega. Pooljuhttrioodid e. transistor-Transistor on kahe pn- siirdega kristall. Sõltuvalt juhtivustüübist on
(=10-5/107m) Pooljuhtidel on tugev juhtivuse sõltuvus temperatuurist, elektrivälja tugevusest, valgustatusest, mehaanilisest survest, vm. Pooljuhtides on nii elektronjuhtivus kui ka aukjuhtivus. Materjalideks on: seleen, germaanium, räni, galliumarseniid... Konstantsel temp on elektron-ouk paaride keskmine arv pooljuhtkristalli ruumala ühikus muutumatu. Pooljuhtide takistuse temperatuurid on negatiivsed ning absoluutväärtuselt 10/20 korda suuremad kui metallidel. Pooljuhte kus on ülekaalus elektronjuhtivus nim n- pooljuhtideks. pooljuhte kus valdavaks on aukjuhtivus nim p- pooljuhtideks 41. Elektrolüüs Elektrolüüs, Faraday seadused-Ained milles elektrivool põhjustab keemilisi muutusi, nim teist liiki juhtideks ehk elektrolüütideks. Nende hulka kuuluvad soolade, hapete või leeliste vesilahused või lahused mõne teise vedelikuga. Voolkandjateks on elektrolüüdis ioonid, milleks lahuses lagunevad lahustava aine molekulid
on laeng, mis tuleb anda juhile, et muuta potensiaali ühe ühiku võrra. C/v=F(farad) 3. Pooljuhtideks nimetatakse materjale, mis jäävad juhtide ja dielektrikute vahele. Neil on tugev juhtimise sõltuvus temperatuurist, elektrivälja tugevusest, valgustatusest ja mehaanilisest survest. Pooljuhtides on nii elektron kui ka aukjuhtivus. Materjaliks on seleen, germaanium ja räni. Konstantsel temperatuuril on elktron-auk paaride keskmine arv pooljuhtkristalli ruumala ühikus muutumatu. Pooljuhte, kus on ülekaalus elektronjuhtivus nim. n-pooljuhtideks. Kus ülekaalus aukjuhtivus p-pooljuhid. Lisanditega saab juhtivust muuta: Doonorlisandid- muudavad valdavaks elktronjuhtivuse, Aktseptorlisand muudav valdavaks aukjuhtivuse. 4. Optika põhiseadused: 1)valgus levib homogeenses keskkonnas sirgjooneliselt 2) valguskiirte levimisel nende lõikumisel nad ei mõjuta teineteist 3)Peegeldunud kiir, langev kiir ja selle
Süsinik on eluslooduse alus. · Räni on paljude elusolendite (käsnad, meritähed jt mereloomad) skelettide tähtis koostisaine. Lõikeheina ja bambuse varte tugevus tuleneb räni sisaldusest. Räni on mineraalse maailma alus. Tema ladinakeelne nimi silicium tuleneb sõnast silex, mis tähendab tulekivi, kõva kivi. Räniühendid on klaasi, portselani, keraamikatoodete, tsemendi ja teiste ehitusmaterjalide tähtis koostisosa. Ülipuhtast ränist tehakse pooljuhte ja alaldeid, mida kasutatakse päikesepatareides, elektrijaamades jne. · Fosfor. Sõna ise tähendab valgusekandjat. Oma nime sai ta ühe allotroopse teisendi avastamisel, mil see nn. valge fosfor pimedas helendas. Kokku on fosforil 11 erimit, nende seas punane, violetne, must jne, igal neist erinevad omadused ja kasutusalad. Tuntuim on punane fosfor, mida kasutatakse tuletikutööstuses. Fosforist toodetakse paljusid
Pooljuhid erinevad metallidest suurema eritakistuse ja selle ümberpööratud temperatuurisõltuvuse poolest. Juhtivuse temperatuuri sõltuvus on eksponentsiaalne nii, et iga 10 Kraadi temperatuuri tõusuga suureneb juhtivus (juhtivuselektronid arv) 2korda. · Lisandpooljuhid, donor- ja aktseptor-pooljuhid Pooljuhtide omajuhtivus on üldiselt väike. Juhtivust on võimalik oluliselt suurendada, lisandite viimisega pooljuhti. Lisanditega pooljuhte nimetatakse legeeritud pooljuhtideks, kus põhiaine kristallvõresse on viidud lisandaine aatomeid. Lisandeid ja järelikult ka pooljuhte on kaks tükki: 1 Doonorlisadind (n-pooljuht) loovutavad kergesti elektrone; voolu tekitajaks on elektronid elektronjuhtivus. 2 Aktseptorlisandid (p-pooljuht) haaravad vabu elektrone enda koostisse, e. tekivad aines augud (aukjuhtivus) (mis on tegelikult elektronidest tühjad kohad keemilises
juures · Pliivaba tina sulab 250C juures · Räbusti (flux) hoiab ära pindade oksüd. Jootmisel ja vähendab nende pindpinevust joodis valgub paremini laiali · Räbusti võib sisaldada happeid siis kindlasti hiljem ära pesta Sügis 2010 Praktilise elektroonika loeng 51 Jootmine · Jootekolb piisavalt võimas et mitte jahtuda kokkupuutel detailidega kuid ei tohi neid kõrvetada. 50W · Pooljuhte üldiselt ei kuumutata >250 C. · Kolvi ots peab olema puhas ja tinaga kaetud (NB! EI TOHI kraapida, rikub kaitsekihi !) · Tinatraat jootekohale, kuumutada kolviga. Tina peab laiali valguma. Kolb ära, nüüd ei tohi detaile liigutada kuni tina tahkub · Hea jootekoht on läikiv. Matt pind viitab detailide liikumisele jahtumise käigus. "Külmjoode". Võib olla isegi pooljuhi omadustega !!! Nõrk kindlasti. · Plaadi võib esmalt katta kampol-lakiga. Hiljem ka
Juhul B on kõrgemal hõivatud tasemel 2 elektroni. See vastab mittemetallidele. Kõrgeim tsoon on täis ja see vastab dielektrikutele ning pooljuhtidele. Laineomadus ei luba elektronil omandada energiaid,mis jäävad E vahemikku. See on keelutsoon. Keelutsoonile järgneb juhtivustsoon, mis on täitmata. Hõivatud tsooni nimetatakse valentstsooniks, kuna see täitub valentselektronidega . Juhtivuse ja mittejuhtivuse põhjused. Pooljuhte eristab mittejuhtidest keelutsooni laius. Kui see on suhteliselt kitsas (1eV), on tegu pooljuhiga, laia keelutsooni (5- 10eV) korral on tegemist dielektrikuga. Elektrivool on laengukandjate suunatud liikumine. Tahkistes on sellisteks laengukandjateks elektronid. Elektrivälja poolt antavat
valentselektroni asendatud arseeni aatomiga, millel on viis valentselektroni. Neli arseeni aatomi valentselektroni moodustavad sidemed naaberaatomitega, viies elektron jääb aga üle. See üle jäänud elektron on aatomiga nõrgalt seotud ja saab väga lihtsalt aatomi juurest lahkuda. Kui pooljuht sattub välisesse elektrivälja, siis hakkavad triivima just sellised vabad elektronid, ning pooljuhis tekib elektron-lisandjuhtivus. Pooljuhte, mis juhivad elektrit sellisel viisil nimetatakse elektronpooljuhtideks ehk n-tüüpi pooljuhtideks. Aatomeid, mis tekitavad lisaelektrone nimetatakse doonoraatomiteks ehk doonorlisandiks. Kui asendada ränipooljuhis neljavalentne räni aatom kolmevalentse indiumi aatomiga, jääb üks elektron kõikide kovalentsete sidemete moodustamiseks puudu. Lisandaatom saab aga moodustada kõik vajalikud sidemed, kui ta "laenab" puuduva elektroni mõnelt naaberaatomilt
koostisest (väga olulised on lisandid) § valmistamise tehnoloogiast § välis-mõjudest (temperatuur, elektriväljatugevus, valgustatuse intensiivsusest jne.) TEMPERATUURI SÕLTUVUS: Madalatel temperatuuridel on pooljuhid praktiliselt isolaatorid § Temperatuuri tõusmisel tõuseb ka elektronide liikumise kiirus ja järelikult energia GRAAFIK: LISANDPOOLJUHID: Juhtivust on võimalik oluliselt suurendada, lisandite viimisega pooljuhti § Lisanditega pooljuhte nimetatakse legeeritud pooljuhtideks, kus põhiaine kristallvõresse on viidud lisandaine aatomid. Doonorlisandid (n-pooljuht) loovutavad kergesti elektrone; voolu tekitajaks on elektronid elektronjuhtivus. Doonorlisandid annavad pooljuhile juhtivuselektrone. Aktseptorlisandid (p-pooljuht) haaravad vabu elektrone enda koostisse, e. tekivad aines augud (aukjuhtivus) (mis on tegelikult elektronidest tühjad kohad
Süsinik Kasutatakse kütusena (süsi); pliiatsites määrdeainena (grafiit). Süsiniku ühte kuju tahma kasutatakse musta värvaine tootmisel ja autokummitööstuses, eriliselt töödeldud sütt aga näiteks aktiivsöe 8söetablettide)tootmiseks. Räni Räni kasutatakse arvuti süsteemides ja paljudes kaasaegsetes tehnoloogiates. Ülipuhtast ränist tehakse pooljuhte ja alaldeid, mida kasutatakse päikesepatareides, elektrijaamades jne. Räni kasutatakse ka korrosioonikindlate teraste sulamites. Räniühendid on klaasi, portselani, keraamikatoodete, tsemendi ja teiste ehitusmaterjalide tähtis koostisosa. 14. Süsinikuringe on süsiniku liikumine ökosüsteemis erinevate ökosüsteemi komponentide vahel. Süsiniku koguhulk tasakaalulises ökosüsteemis seejuures ei muutu
Valguse neeldumine Selleks, et elektron läheks suuremale orbiidile, peab aatomis energia neelduma. Tahkiste struktuur: Energiatasemed tahkises Lubatud energiatsoonid ja keelutsoonid. Lubatud tsoonis saavad elektronid olla, keelutsoonis mitte. Lubatud tsoonid on omavahel lahutatud keelutsoonidega. Probleem seisneb selles, kas elektronil on piisavalt energiat, et lubatud tsoonist üle hüpata keelutsooni. Selliste energiatasemete põhjal võib eristada juhte, pooljuhte ja dielektrikuid. Metall(juht) Metallides on valentselektronide energiatsoon vaid osaliselt elektronide poolt hõivatud. Vabade tasemete olemasolu tõttu saavad elektronid tõusta tsooni hõivamata ossa, võttes elektrivoolu põhjustavalt elektriväljalt lisaenergiat Pooljuht Pooljuhtides on valentselektronide energiatsoon küll elektronidega täielikult hõivatud, kuid keelutsoon on palju kitsam (1-2eV) kui dielektrikutes. Elektronid suudavad
päikesepaneel suudab samadel tingimustel (800 W/m2) muundada elektriks 143 W energiat. Polükristallilise paneeli kasutegur jääb 17% juurde. Amorfse kilega päikesepaneelid (Amorphous Thin film panels) Amorfse kilega paneele toodetakse kristallilistest paneelidest erinevalt: neil puudub täielikult kristalliline struktuur ning kile kantakse otse erinevatele materjalidele. Amorfse kile peamised eelised on madal tootmiskulu ja kasutamise mitmekülgsus. Amorfset räni ja sarnaseid pooljuhte saab toota palju kiiremini. Neid saab kanda õhukeste kihtidena erinevatele materjalidele, samuti on võimalik teha painduvaid päikesepaneele. Kilepaneelide suureks puuduseks on nende kõige väiksem kasutegur hetkel saadaval olevate päikesepaneelide hulgas. Konkreetne näide ühest kodumajapidamisest, kus katuse pindala on 300 m2. Kui katta see 5
sentimeetri kaugusel paiknevate süsi või metallelektroodide vahel. 3.Sidelahendusel muutub õhk väga tugevas elektriväljas lühiajaliselt elektrit juhtivaks, kuna õhus sisalduval laetud osakesed omandavad põrkeionisatsiooni esilekutsumiseks piisava kineetilise energia. 4. Kroonlahendusel hakkab õhk elektrit juhtima piiratud ruumiosas, eelkõige laetud teravikulahenduses. 19.Mis on plasma?- Plasma on iooniseeritud gaas. 20.Iseloomusta lähtuvalt tsooniteooriast metalle, dielektrikke ja pooljuhte- 1.Metall- neli tsooni, alustades alt täidetud-, lubatud-, keelu-(paksem) ja lubatutsoon 2.Dielektrik- kolm tsooni; alustades alt täidetud-, keelu-(paksem) ja lubatudtsoon. 3. Pooljuht- kolm tsooni; alustades alt täidetud-, keelu-(õhuke) ja lubatudtsoon. 21.Mis on p-pooljuht, n-pooljuht, pn-siire?- 1. P-pooljuhid on legeeritud lisandaine aatomid, millel on väliskihil vähem elektrone kui põhiaine aatomitel. Vastavat põhiainet nim aktseptoriks. 2
vahe suurusjärgus 10-22 eV , st üliväike ning elektronide siirdumine ühelt alatasemelt teisele on lihtne kogu energiatsooni ulatuses. Eristatakse lubatud energiatsoone ja keelutsoone. Lubatud tsoonis saavad elektronid olla, aga keelutsoonis mitte. Lubatud tsoonid on lahutatud omavahel keelutsoonidega. Probleem on selles, kas elektronil on piisavalt energiat, et keelutsoonist üle hüpata ühest lubatud tsoonist teise. Selle põhjal eristataksegi metalle, pooljuhte ja dielektrikuid. · Metallid Metallides on valentselektronide energiatsoon vaid osaliselt elektronide poolt hõivatud. Vabade tasemete olemasolu tõttu saavad elektronid tõusta tsooni hõivamata ossa, võttes elektrivoolu põhjustavalt elektriväljalt lisaenergiat. Elektronid saavad liikuda ja seetõttu ongi metallid head elektrijuhid. · Dielektrikud Dielektrikutes ehk isolaatorites on valentselektronide energiatsoon elektronidega täielikult hõivatud
suurusjärgus 10 -22 eV , st üliväike ning elektronide siirdumine ühelt alatasemelt teisele on lihtne kogu energiatsooni ulatuses. Eristatakse lubatud energiatsoone ja keelutsoone. Lubatud tsoonis saavad elektronid olla, aga keelutsoonis mitte. Lubatud tsoonid on lahutatud omavahel keelutsoonidega. Probleem on selles, kas elektronil on piisavalt energiat, et keelutsoonist üle hüpata ühest lubatud tsoonist teise. Selle põhjal eristataksegi metalle, pooljuhte ja dielektrikuid. Metall tahkis, milles viimane hõivatud energiatsoon on vaid pooleldi täidetud elektronidega (juhtivustsoon) või on moodustunud hübriidtsoon, st valents- ja juhtivustsoon osaliselt kattuvad, keelutsoon puudub. (E=0) Pooljuht tahkis, mille valentstsoon on täielikult täidetud, kuid keelutsoon on kitsas (E=1 3eV). Valguse või soojuse mõjul saavad elektronid siirduda valentstsoonist juhtivustsooni.
tasemel on kaks vastasspinnidega elektroni ja täitub kristalli kõrgeim hõivatud tsoon. 35. Mida nimetatakse keelutsooniks? Mida nimetatakse valentsitsooniks? Keelutsoon on vahemik, mis ei omanda energiaid elektronide laineomaduste tõttu. Valentstsoon on kristallaatomite väliskatte elektronide ehk valentselektronide tsoon. 36. Kuidas saab tsoonide järgi eristada pooljuhti dielektrikust? Pooljuhte eristab dielektrikutest keelutsooni laius. Kui see tsoon on suhteliselt kitsas on tegu pooljuhiga, kui lai siis dielektrikuga. 37. Miks on metallid suurepärased elektrijuhid? Miks dielektrikud ei juhi voolu? Metallide pooltäidetud tsoonis on külluses nii elektrone kui ka vabu alatasemeid ehk energia kasvuruumi. Sellepärast ongi nad head elektrijuhid. Dielektrikutel on tühjas juhtivustsoonis palju energiaruumi, kuid seal pole elektrone, mida see väli liikuma
1. PN-Siire ja tema omadused 1.1 Elektrijuhtivus pooljuhtides Pooljuhid on materjalid, millised on elektri juhtide seisukohalt on juhtide ja isolaatorite vahepeal. Pooljuhte on palju, kuid elektroonikas kasutatakse väheseid. Kõige olulisem pooljuht kaasajal on räni. Ajalooliselt esimene oli germaanium. Veel kasutatakse gallium-arseniidi (Ga As), räni-karbiidi (SiC) jne. ?hiseks oluliseks omaduseks kõikidele pooljuhtidele on nende kristalliline ehitus. Aine kristallilise ehituse korral on iga aine aatomil oma kindel asukoht st. nad moodustavad kristallvõre. Igale ainele on omane mingi kindel ja teistest erinev kristallvõre st. aatomite paiknemine.
annaabi.ee 
